Šta su litijumske baterije i kako rade?

Šta su litijum-jonske baterije, od čega su napravljene i koje su prednosti u odnosu na druge tehnologije skladištenja baterija?

Prvi put predložene 1970-ih i komercijalno proizvedene od strane Sony-a 1991. godine, litijumske baterije se danas koriste u mobilnim telefonima, avionima i automobilima.Unatoč nekoliko prednosti koje su ih dovele do sve većeg uspjeha u energetskoj industriji, litijum-jonske baterije imaju neke nedostatke i tema su koja izaziva mnogo diskusija.

Ali šta su zapravo litijumske baterije i kako rade?

Od čega su napravljene litijumske baterije?

Litijumska baterija se sastoji od četiri ključne komponente.Ima katodu, koja određuje kapacitet i napon baterije i izvor je litijum jona.Anoda omogućava da električna struja teče kroz eksterno kolo i kada se baterija napuni, litijum joni se pohranjuju u anodi.

Elektrolit je formiran od soli, rastvarača i aditiva, i služi kao vod litijevih jona između katode i anode.Konačno, tu je separator, fizička barijera koja drži katodu i anodu odvojeno.

Prednosti i nedostaci litijumskih baterija

Litijumske baterije imaju mnogo veću gustoću energije od ostalih baterija.Mogu imati do 150 vat-sati (WH) energije po kilogramu (kg), u poređenju sa nikl-metal hidridnim baterijama od 60-70WH/kg i olovno kiselinskim baterijama od 25WH/kg.

Takođe imaju nižu stopu pražnjenja od drugih, gube oko 5% napunjenosti za mesec dana u poređenju sa nikl-kadmijum (NiMH) baterijama koje izgube 20% za mesec dana.

Međutim, litijumske baterije također sadrže zapaljivi elektrolit koji može uzrokovati požar baterija malih razmjera.Upravo je to uzrokovalo zloglasni Samsung Note 7 pametni telefon, što je primoralo Samsung na toproizvodnja otpadai izgubiti 26 milijardi dolara na tržišnoj vrijednosti.Treba napomenuti da se to nije dogodilo velikim litijumskim baterijama.

Litijum-jonske baterije su takođe skuplje za proizvodnju, jer mogukoštati skoro40% više za proizvodnju od nikl-kadmijum baterija.

Konkurenti

Litijum-jonski se suočava sa konkurencijomniz alternativnih tehnologija baterija,od kojih je većina u fazi razvoja.Jedna takva alternativa su baterije na pogon slanom vodom.

U razvoju od strane Aquion Energy, formirani su od slane vode, mangan oksida i pamuka kako bi stvorili nešto što je napravljeno korištenjem 'obilnih, netoksičnih materijala i modernih jeftinih proizvodnih tehnika.'Zbog toga su to jedine baterije na svijetu koje su certificirane od postolja do postolja.

Slično Aquionovoj tehnologiji,AquaBatteryjeva 'Plava baterija' koristi mješavinu soli i slatke vodeteče kroz membrane radi skladištenja energije.Drugi potencijalni tipovi baterija uključuju baterije Bristol Robotics Laboratory napajane urina iUniverzitet Kalifornije Riversidelitijum-jonska baterija koja koristi pijesak, a ne grafit za anodu, što dovodi do baterije koja je tri puta snažnija od industrijskog standarda.